Condensation dans les batiments
I. Etude de cas (Panneaux préfabriqués en béton)
Préalable Cet exemple d'étude de cas a pour objet d'exposer la méthode d'analyse de risques de condensations dans une paroi de bâtiment selon la référence retenue pour l'application des règles de l'art en France. |
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| Pour la présente étude de cas, les données communiquées des constituants du mur préfabriqué sont décrits dans la solution 2 bis indiquée dans l’avis technique du panneau de façade, soit : | ||||||||||
a) De l’extérieur vers l’intérieur du panneau |
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Nota 2(panneaux préfabriqués) L’avis technique précise les points singuliers des panneaux présentant des ponts thermiques en périphérie des panneaux en raison de la fermeture des panneaux par l’enveloppe en G.R.C, d’ou une discontinuité naturelle d’isolation thermique au droit des joints entre panneaux. Cette discontinuité d’isolant induit naturellement des surfaces froides sur lesquelles le flux de vapeur d’eau traversant le panneau peut venir se condenser de façon passagère ou semi-permanente selon les conditions hygrothermiques (T°C et HR%) des milieux ambiant aux limites. L’avis technique du panneau ne prévoit pas l’application en parement extérieur d’un revêtement d’imperméabilisation, seule une peinture peut-être éventuellement appliquée. Le pontage des joints horizontaux et verticaux des panneaux n’entre pas dans la conception du dossier de l’avis technique du mur de façade. Le procédé de panneau préfabriqué fait l’objet d’un rapport du CERIB effectuant des essais sur des échantillons de G.R.C prélevés sur des panneaux. |
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| b) Doublage isolant intérieur rapporté |
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| Caractérisation du revêtement d’imperméabilisation extérieur mis en œuvre selon les prélèvements de l’I.R.E.F sur le parement en G.R.C du panneau de façade. |
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Nota 1 (revêtement d’imperméabilisation) |
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Selon le cahier des charges SICOF de mai 1985 et un devis communiqué n°86-724/A du 22/12/86, le procédé se compose essentiellement :
Le procédé de revêtement a fait l’objet d’un PV d’essais Véritas n° M 78887/A du 2/07/1973. |
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Des prélèvements d’échantillons du revêtement extérieur du site effectués par l’I.R.E.F, les mesures de perméabilité à la vapeur d’eau de ce revêtement pris en compte dans l’étude, selon la norme I.S.O n° 77/83-2 du 15/03/1999, donnent les résultats suivants :
(2) Le cahier des charges SICOF spécifie une épaisseur inférieure du film, soit 750 à 800 m (0,75 à 0,80mm) |
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| La perméabilité à la vapeur d’eau d’un matériau est obtenue par la mesure du flux de vapeur d’eau traversant un échantillon soumis à un gradient de pression de vapeur d’eau de 11mmHg actuellement retenu selon la méthode d’essai définie par la norme ISO 77/83-2 (gradient de pression à 23°C produit par d(%)HR = 100% - 50% retenue pour la valeur du flux traversant le film dans la présente étude). (Nota : 45mmHg dans une enceinte à 38°C/ 90% selon les normes anciennes n° NF N 84-402 et NF T 56-131). Par pesées successives on mesure ainsi la variation en masse de vapeur d’eau dans une coupelle jusqu’à variation de masse sensiblement constante entre deux pesées successives. Les valeurs de perméabilité des matériaux résultants de cette méthodologie d’essais et retenues sont celles mentionnées dans les recommandations et documents normatifs français constituants les règles de l’art . |
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Les pressions partielles Pi et Pe sont fonction de la pression de saturation de l’air ambiant lié à sa température et au degré d’humidité relative (HR) de l’air, soit : PE = PE (Te) x HR(e) L’air ambiant se compose d’air sec et d’air humide en phase vapeur d’eau. Dans les locaux le taux d’humidité absolu de l’air intérieur est principalement lié à la production de vapeur d’eau (individus, activités, cuisine, toilette, présence de plantes, douches, lavage des sols, etc…) et au taux de renouvellement d’air du local en vol.h/h.
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Pressions partielles extérieure et intérieure |
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On retiendra les conditions aux limites identiques à celles prises en compte pour les exigences des règles de l’art applicables pour les règles de conception des parois de constructions incluant les conditions climatiques en région parisienne (hors zone très froides), soit : T(i) = 19°C T(e) = 0°C HR(e) = 80% - PE = 3,67 mmHg - We = 3,80 g/m3 La pression partielle intérieure (Pi) ou encore l’humidité absolue intérieur (WI) de l’air ambiant est égale à : WI = We + W/n WI = Ps(te) . HRe + (W/n) W/n : exprime l’apport d’humidité intérieure en fonction des activités de production de vapeur d’eau dans un local et du facteur de renouvellement d'air. Pour un usage normal des logements (voir norme NF) et dont le renouvellement d’air satisfait à la réglementation, la valeur d’apport de W/n se situe entre 2,5 g/m3 et 5 g/m3 classe les locaux des logements à hygrométrie moyenne. Considérant l’usage d’un habitat de type logements sociaux collectifs locatifs, pour les calculs il doit être retenu la valeur : W/n = 5 g/m3 WI = 3,80 + 5 = 8,80 g/m3 Pi = 3,67 + 4,90 = 8,57 mmHg |
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Calcul du flux de transfert de vapeur d’eau(g) et de chaleur (Phi) traversant le panneau préfabriqué de façade |
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1er Cas : (sans revêtement extérieur d’imperméabilisation) |
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2ème Cas : (avec revêtement extérieur d’imperméabilisation) |
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33 – Coefficient de transmission surfacique du panneau (Avis technique) |
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| L’annexe § d ) de l’avis technique n°1/84-514 du panneau donne les valeurs des coefficients de transmission thermique surfacique (1) pour les solutions 1, 2 et 2bis sans aucun revêtement extérieur. Pour la solution 2bis appliquée à cette étude, les valeurs des coefficients surfaciques sont les suivantes : Panneau sans doublage isolant intérieur :K = 56 W/m2°C Panneau avec doublage isolant (20+10) intérieur :K = 33 W/m2°C Nota (1) Ces valeurs tiennent compte des liaisons périphériques et de la présence des nervures intérieures en B.I.L , ce qui explique les valeurs de K légèrement inférieures à celles des parties courantes seules résultant de l’étude. Résistance thermique des panneaux pour la solution 2bis suivant le coefficient de transmission surfacique : Rt = 1/ K = 1/ 0,33 = 3,03 m2.°C/w Résistance thermique (Rt) des panneaux en partie courante, incluant les résistances thermiques superficielles et celle de la lame d’air (R = 0,13 m2°C/W) d’épaisseur 10mm environ entre parement intérieur du panneau et doublage intérieur isolant: Rt = 1 / K = 3,79 m2.°C/W. |
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cas 1 : sans revêtement extérieur d’imperméabilisation |
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| Les tableaux ci-dessous indiquent les valeurs des paramètres T(°C), P(mmHg), Ps (mmHg), Rt (m2.°C/w), Rd (m2.h.mmHg/g) obtenus dans la paroi. | ||||||||||
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1er cas: Parement extérieur brut de G.R.C (sans imperméabilisation)
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Calcul des températures T(i) dans les couches de la paroi
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Ps (T°C) = Valeurs des pressions de saturation du diagramme de l'air humide |
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Calcul des pressions partielles P(i) de vapeur d'eau dans les couches de la paroi |
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Diagramme des pressions partielles de vapeur d’eau dans la paroi
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(*) Si Ps-P est négatif ou nul, il y a condensation dans la couche. |
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Plus l'écart entre Ps-P se rapproche de la valeur 0, plus le risque de condensation de la vapeur d'eau dans le matériau est grand. |
